Evaluación de tareas de ciencias Título de la tarea: Procesos nucleares en la central eléctrica de Millstone Grado: Bachillerato Fecha: 24/05/2024 SEP: Desarrollo y uso de modelos, participación en la argumentación a partir de la evidencia DCI: PS1.C: Procesos nucleares, ESS3.A: Recursos naturales CCC: Energía y materia, estabilidad y cambio Propósito de la tarea: Evaluar la capacidad de los estudiantes para modelar la fisión nuclear, comparar las escalas de energía de las reacciones nucleares frente a las químicas y realizar un análisis de costo-beneficio de la energía nuclear (haciendo referencia específica a la planta de Millstone). ## Criterio A. Las tareas se basan en escenarios de alta calidad que se fundamentan en fenómenos o problemas. ### i. La tarea se basa en un escenario de alta calidad. | Características | Sí | En cierta medida | No | Justificación | | :—- | :—- | :—- | :—- | :—- | | El escenario es real, o es un escenario ficticio altamente probable y representado con precisión | [x] | [ ] | [ ] | El escenario se centra en la central nuclear de Millstone, una central eléctrica real en Connecticut, y utiliza una simulación científicamente precisa de la fisión del U-235. | | El escenario describe un caso específico de un fenómeno o problema, y el contexto del escenario es necesario para responder a la tarea | [x] | [ ] | [ ] | La tarea pide específicamente a los estudiantes que evalúen Millstone en el contexto de las emisiones de carbono frente al almacenamiento de residuos. | | La relevancia local, global o universal del escenario se deja clara a los estudiantes | [x] | [ ] | [ ] | La consigna presenta a Millstone como proveedora de una parte masiva de la electricidad de Connecticut y la sitúa dentro de la necesidad global de reducir las emisiones de carbono. | | Los escenarios son comprensibles para una amplia gama de estudiantes de nivel de grado | [x] | [ ] | [ ] | El lenguaje es directo y accesible para los estudiantes de secundaria. | | Los escenarios usan tantas palabras como sean necesarias, no más | [x] | [ ] | [ ] | El contexto es breve y conduce directamente a las instrucciones y preguntas de la simulación. | | Los escenarios son suficientemente ricos para impulsar la tarea | [x] | [ ] | [ ] | El escenario proporciona tanto el contexto científico (simulación de fisión) como el contexto social (análisis de costo-beneficio). | Evidencia de calidad para el Criterio A: [ ] No | [ ] Inadecuado | [ ] Adecuado | [x] Extenso Sugerencias para mejorar la tarea para el Criterio A: Ninguna. El escenario es claro, altamente relevante localmente y está estrechamente integrado en las tareas. ## Criterio B. Las tareas requieren dar sentido usando las tres dimensiones. ### i. Completar la tarea requiere que los estudiantes usen el razonamiento para dar sentido a los fenómenos o problemas. Considere de qué maneras la tarea requiere que los estudiantes utilicen el razonamiento para participar en la comprensión y/o resolución de problemas. Los estudiantes deben razonar sobre la relación de energía liberada en la fisión versus reacciones químicas (comparando 200 MeV con ~4 eV) para comprender la enorme diferencia de escala, y utilizar el razonamiento para sopesar los factores competitivos en el análisis de costo-beneficio de la energía nuclear. ### ii. La tarea requiere que los estudiantes demuestren dimensiones apropiadas para el grado: Evidencia de SEP (¿qué elemento(s) y cómo requiere la tarea que los estudiantes demuestren este elemento en uso?) Desarrollo y uso de modelos: Los estudiantes utilizan la simulación interactiva millstone-nuclear-fission/ para modelar la fisión del U-235, analizando entradas y salidas. Participar en la argumentación basada en la evidencia: Los estudiantes realizan un análisis de costo-beneficio y defienden su posición sobre la energía nuclear utilizando evidencia de la simulación y el contexto social. Evidencia de CCC (¿qué elemento(s) y cómo requiere la tarea que los estudiantes demuestren este elemento en uso?) Energía y materia: Los estudiantes rastrean la conservación de los nucleones (protones/neutrones) durante el proceso de fisión y analizan la enorme liberación de energía. Evidencia de DCI (¿qué elemento(s) y cómo requiere la tarea que los estudiantes demuestren este elemento en uso?) PS1.C: Procesos nucleares: Los estudiantes demuestran comprensión de la fisión nuclear, la división de un núcleo pesado en núcleos más ligeros y neutrones, y la energía asociada con ella. ESS3.A: Recursos naturales: Los estudiantes evalúan el uso del combustible nuclear como recurso energético, considerando tanto los impactos ambientales como los beneficios. ### iii. La tarea requiere que los estudiantes integren múltiples dimensiones al servicio de la comprensión y/o la resolución de problemas. Considere de qué maneras la tarea requiere que los estudiantes utilicen múltiples dimensiones juntas. Los estudiantes integran el modelo de procesos nucleares (SEP, DCI) con el concepto de escala de energía masiva (CCC) para construir un argumento razonado (SEP) que evalúe un recurso energético (DCI). ### iv. La tarea requiere que los estudiantes hagan visible su pensamiento. Considere de qué maneras la tarea impulsa explícitamente a los estudiantes a hacer visible su pensamiento (saca a la luz la comprensión actual, las habilidades, las lagunas, las ideas problemáticas). La pregunta 6 requiere explícitamente que los estudiantes “Defiendan su posición utilizando evidencia específica”, obligándolos a articular su razonamiento y cómo sopesan los factores en competencia. Evidencia de calidad para el Criterio B: [ ] No | [ ] Inadecuado | [ ] Adecuado | [x] Extenso Sugerencias para mejorar la tarea para el Criterio B: Ninguna. Las tres dimensiones están estrechamente entrelazadas en la indicación de evaluación final. ## Criterio C. Las tareas son justas y equitativas. ### i. La tarea proporciona formas para que los estudiantes establezcan conexiones de relevancia local, global o universal. Considere las características específicas de la tarea que permiten a los estudiantes establecer conexiones locales, globales o universales con el fenómeno/problema y la tarea en cuestión. Nota: Este criterio enfatiza las formas en que los estudiantes encuentran significado en la tarea; esto no significa “interés”. Considere si la tarea es un esfuerzo significativo y valioso que tiene relevancia en el mundo real, en el que algún grupo de interés local, global o universal estaría interesado. La tarea conecta explícitamente el concepto abstracto de fisión nuclear con la central eléctrica de Millstone en Connecticut, lo que la hace altamente relevante a nivel local para los estudiantes del estado. Además, conecta esto con el problema global del cambio climático y las emisiones de carbono. ### ii. La tarea incluye múltiples modos para que los estudiantes respondan a la tarea. Describa qué modos (escrito, oral, video, simulación, observación directa, discusión entre pares, etc.) se esperan/son posibles. Los estudiantes participan con una simulación interactiva visualmente y luego responden mediante texto escrito. La evaluación podría adaptarse fácilmente a un debate en clase o una presentación oral. ### iii. La tarea es accesible, apropiada y cognitivamente exigente para todos los estudiantes (incluidos los estudiantes de inglés o los estudiantes que trabajan por debajo/por encima del nivel de grado). | Características | Sí | En cierta medida | No | Justificación | | :—- | :—- | :—- | :—- | :—- | | La tarea incluye andamios apropiados | [x] | [ ] | [ ] | La Parte 1 actúa como un andamio, asegurando la comprensión de la ciencia antes de pasar a la evaluación social compleja en la Parte 2. | | Las tareas son coherentes desde la perspectiva del estudiante | [x] | [ ] | [ ] | El flujo lógico desde el mecanismo básico -> escala de energía -> impacto social es claro. | | Las tareas respetan y aprovechan los antecedentes culturales y lingüísticos de los estudiantes | [x] | [ ] | [ ] | El contexto de la infraestructura local afecta a todos los estudiantes de la región. | | Las tareas brindan a los estudiantes de bajo y alto rendimiento la oportunidad de mostrar lo que saben | [x] | [ ] | [ ] | Los estudiantes con bajo rendimiento pueden analizar con éxito la simulación, mientras que los estudiantes con alto rendimiento pueden construir argumentos muy matizados en la pregunta final. | | Las tareas utilizan un lenguaje accesible | [x] | [ ] | [ ] | Los términos científicos están claramente definidos o contextualizados por la simulación. | ### iv. La tarea cultiva el interés y la confianza de los estudiantes en la ciencia y la ingeniería. Considere cómo la tarea cultiva el interés y la confianza de los estudiantes en la ciencia y la ingeniería, incluyendo oportunidades para que los estudiantes reflexionen sobre sus propias ideas como una parte significativa de la tarea; tomen decisiones sobre cómo abordar una tarea; participen en la reflexión entre pares/autocrítica; y participen en tareas que les importan a los estudiantes. El análisis final de costo-beneficio no tiene una única respuesta “correcta” para la conclusión general; permite a los estudiantes reflexionar sobre sus propios valores con respecto a las compensaciones entre la mitigación del cambio climático y los riesgos a largo plazo de los desechos nucleares, empoderándolos para formar opiniones científicas. ### v. La tarea se centra en los desempeños para los que las experiencias de aprendizaje de los estudiantes los han preparado (oportunidad para aprender consideraciones). Considere las formas en que la información proporcionada sobre el aprendizaje previo de los estudiantes (por ejemplo, materiales didácticos, argumentos, experiencias didácticas supuestas) permite o impide la participación de los estudiantes en la tarea y la interpretación de las respuestas de los estudiantes por parte del educador. La tarea asume cierto conocimiento previo de reacciones químicas (para la comparación en Q3) y conocimiento básico del cambio climático/emisiones de carbono, que son estándar para las ciencias físicas/de la tierra de la escuela secundaria. La simulación proporciona los conceptos nucleares novedosos. ### vi. La tarea presenta información científicamente precisa. Describa la evidencia de inexactitudes científicas promovidas explícita o implícitamente por la tarea. La simulación modela con precisión la fisión del U-235, la producción de Ba-144, Kr-89 y 3 neutrones, y la liberación de energía de ~200 MeV. Evidencia de calidad para el Criterio C: [ ] No | [ ] Inadecuado | [ ] Adecuado | [x] Amplio Sugerencias para mejorar la tarea para el Criterio C: Ninguna. La tarea está bien estructurada y es muy relevante. ## Criterio D. Las tareas apoyan sus objetivos y propósito previstos. Antes de comenzar: 1. Describa lo que se está evaluando. Incluya cualquier objetivo proporcionado, como dimensiones, elementos o PE: La tarea evalúa HS-PS1-8 (modelado de procesos nucleares) y HS-ESS3-2 (evaluación de recursos energéticos). 2. ¿Cuál es el propósito de la evaluación? (marque todas las que correspondan) * [ ] Formativa (incluida la reflexión entre pares y la autorreflexión) * [x] Sumativa * [ ] Determinar si los estudiantes aprendieron lo que acaban de experimentar * [ ] Determinar si los estudiantes pueden aplicar lo que han aprendido a un contexto similar pero nuevo * [ ] Determinar si los estudiantes pueden generalizar su aprendizaje a un contexto diferente * [ ] Otro (especifique): ### i. La tarea evalúa lo que se pretende evaluar y apoya el propósito para el que está destinada. Considere lo siguiente: 1. ¿Es necesario el objetivo de evaluación para completar con éxito la tarea? Sí, los estudiantes deben usar la simulación para comprender la escala de energía (HS-PS1-8) para informar su evaluación (HS-ESS3-2). 2. ¿Hay alguna idea, práctica o experiencia no contemplada en la evaluación necesaria para responder a la tarea? Considere el impacto que esto tiene en la capacidad de los estudiantes para completar la tarea y la interpretación de las respuestas de los estudiantes. No. 3. ¿Las respuestas de los estudiantes obtenidas apoyan el propósito de la tarea (por ejemplo, si una tarea está destinada a ayudar a los maestros a determinar si los estudiantes comprenden la distinción entre causa y correlación, ¿la tarea apoya esta inferencia)? Sí, la respuesta argumentativa final demuestra claramente si el estudiante puede sintetizar los hechos científicos con las compensaciones sociales. ### ii. La tarea obtiene artefactos de los estudiantes como evidencia directa y observable de qué tan bien los estudiantes pueden usar las dimensiones contempladas juntas para dar sentido a los fenómenos y diseñar soluciones a los problemas. Considere qué artefactos producen los estudiantes y cómo estos les brindan la oportunidad de hacer visibles sus 1) procesos de construcción de significado, 2) pensamiento en las tres dimensiones y 3) capacidad de usar múltiples dimensiones juntas [nota: estos artefactos deben conectarse con la evidencia descrita para el Criterio B]. Las respuestas escritas, en particular el cálculo en Q3 y el ensayo argumentativo en Q6, son artefactos observables directos de su aprendizaje tridimensional. ### iii. Los materiales de apoyo incluyen claves de respuestas claras, rúbricas y/o pautas de calificación que están conectadas con el objetivo tridimensional. Proporcionan la guía necesaria y suficiente para interpretar las respuestas de los estudiantes en relación con el propósito de la evaluación, todas las dimensiones objetivo y el objetivo tridimensional. Considere qué tan bien los materiales apoyan a los maestros y estudiantes para dar sentido a las respuestas de los estudiantes y planificar el seguimiento (calificación, movimientos instruccionales), de acuerdo con el propósito y los objetivos de la evaluación. Considere de qué maneras las rúbricas incluyen: 1. Guía para interpretar el pensamiento del estudiante usando un enfoque integrado, considerando las tres dimensiones juntas, así como señalando apoyos específicos para dimensiones individuales, si corresponde: Los maestros deben buscar la comparación matemática en Q3 (~50 millones de veces más energía) y evidencia de los dominios ambiental (libre de carbono) y de seguridad (radiación) en Q6. 2. Apoyo para interpretar una variedad de respuestas del estudiante, incluidas aquellas que podrían reflejar una comprensión científica parcial o enmascarar/tergiversar la comprensión científica real de los estudiantes (por ejemplo, debido a barreras de idioma, falta de indicaciones o desconexión entre la intención y la interpretación del estudiante de la tarea, variedad en enfoques de comunicación): La estructura de dos partes ayuda a aislar errores. Si un estudiante tiene dificultades con Q6, el maestro puede revisar Q1-Q3 para ver si el problema de raíz fue una mala comprensión de la ciencia básica o una dificultad con la escritura argumentativa. 3. Formas de conectar las respuestas de los estudiantes con experiencias previas y la instrucción futura planificada por los maestros y la participación de los estudiantes: Esto podría impulsar discusiones más profundas sobre fuentes de energía renovables versus no renovables o diseños avanzados de reactores nucleares. ### iv. Las indicaciones e instrucciones de la tarea brindan suficiente orientación para que el maestro la administre de manera efectiva y para que los estudiantes la completen con éxito, manteniendo altos niveles de pensamiento analítico de los estudiantes según corresponda. Considere cualquier indicación o instrucción confusa y evidencia de demasiado o muy poco andamiaje/apoyo para los estudiantes (en relación con el objetivo de la evaluación, por ejemplo, una tarea está destinada a obtener la comprensión de un DCI por parte de los estudiantes, pero su respuesta está tan fuertemente guionizada que impide que los estudiantes realmente muestren su capacidad para aplicar el DCI). Las indicaciones son claras y proporcionan el andamiaje necesario sin revelar la conclusión argumentativa final. Evidencia de calidad para el Criterio D: [ ] No | [ ] Inadecuado | [x] Adecuado | [ ] Amplia Sugerencias para mejorar la tarea para el Criterio D: Ninguna. ## Resumen general Considere el propósito de la tarea y la evidencia que recopiló para cada criterio. Considere cuidadosamente el propósito y el uso previsto de la tarea, su evidencia, razonamiento y calificaciones para hacer una recomendación resumida sobre el uso de esta tarea. Si bien a continuación se proporciona una guía general, es importante recordar que el uso previsto de la tarea juega un papel importante para determinar si la tarea vale el tiempo de los estudiantes y los maestros. La tarea es una evaluación sólida y multidimensional que conecta eficazmente conceptos básicos de ciencias físicas (fisión nuclear, liberación masiva de energía) con evaluaciones de ciencias de la tierra/ambientales (recursos energéticos, cambio climático, gestión de residuos). Al basar la tarea en el contexto local de la Central Eléctrica Millstone, aumenta la participación y la relevancia para los estudiantes. Recomendación final (elija una): * [x] Usar esta tarea (todos los criterios tuvieron al menos una calificación de “adecuada”) * [ ] Modificar y usar esta tarea * [ ] No usar esta tarea